无人机组装与调试-教案 第一章 无人机的系统与结构

《无人机组装与调试》课程教案课题：无人机的系统与结构教学目的：知识目标：了解多旋翼无人机和固定翼无人机的基本情况；熟悉多旋翼无人机和固定翼无人机的机身结构；掌握多旋翼无人机和固定翼无人机的组装顺序。技能目标：能使用Solidworks软件进行零件和装配体的新建、保存等常规操作；能选择合适的配合关系，进行零件约束；能根据安装要求进行无人机的合理组装。素质目标：做事有条理，养成良好的整理习惯，能对电脑中的文件进行合理命名和整理；认真细致，能按照操作说明逐一完成任务。课型：新授课课时：本章安排2个课时。教学重点：重点：了解多旋翼无人机和固定翼无人机的基本情况。教学难点：难点：掌握多旋翼无人机和固定翼无人机的组装顺序。教学过程：教学形式：讲授课，教学组织采用课堂整体讲授和分组演示。教学媒体：采用启发式教学、案例教学等教学方法。教学手段采用多媒体课件、视频等媒体技术。板书设计：本课标题无人机的系统与结构课次1授课方式理论课□讨论课□习题课□其他□课时安排2学分共2分授课对象普通高等院校学生任课教师教材及参考资料1.《无人机组装与调试》；电子工业出版社。2.本教材配套视频教程及学习检查等资源。3.与本课程相关的其他资源。教学基本内容教学方法及教学手段课程引入无人机系统（UnmannedAerialSystem,UAS）是一个完整的飞行系统，主要由飞行器平台、地面控制站、通信链路和任务载荷四大部分组成。这四大系统协同工作，使无人机能够完成各种复杂的飞行任务。参考以下形式：1.衔接导入2.悬念导入3.情景导入4.激疑导入5.演示导入6.实例导入7.其他形式1.1多旋翼无人机的结构1．多旋翼无人机的基本结构机体结构：主要由机臂、中心板和脚架等组成，也有采用一体化设计的机架，机架的主要功能是承载其他构件的安装。动力系统：多旋翼无人机的动力系统通常采用电动系统，主要由电池、电调、电机和螺旋桨等四部分组成。飞控系统：飞控系统主要由陀螺仪、加速度计、角速度计、气压计、GPS、指南针和控制电路等组成。其主要功能是计算并调整无人机的飞行姿态，控制无人机自主或半自主飞行。任务载荷：包括吊舱、云台、DV、可见光相机、红外相机和气体探测仪等。机载链路：包括遥控接收机、机载数传模块及天线和机载图传模块及天线。地面站链路：包括遥控发射机、地面数传模块及天线和地面图传模块及天线。遥测子系统（显示）：包括地面站软件、图传显示屏及OSD。遥测子系统（操纵）：包括遥控器遥杆、开关、鼠标和键盘等。2．Solidworks软件的基本操作一架无人机往往是由多个零件组合（装配）而成的，而零件的组合是在Solidworks软件的装配模块中完成的。Solidworks软件的装配作用有以下几点。①模拟真实产品的装配，优化装配工艺。②得到产品的完整数字模型，易于观察。③检查各零件之间的干涉情况。④制作爆炸图辅助实际产品的装配。⑤用于制作装配体工程图。（1）Solidworks软件的文件类型该软件可以建立的三种文件类型分别是零件、装配体和工程图。（2）熟悉工作界面Solidworks软件中包含草图、零件、装配图和工程图四个环境，这些工作环境可以在状态栏中确定。此外，在状态栏最右边的自定义区域，可以看到整个软件的单位信息。（3）Solidworks软件的装配约束通过Solidworks软件的装配约束命令可以定义零件相较于装配体中其他零件的配合关系，常用的命令有重合、平行、垂直、相切、同轴心和锁定等，可根据具体安装要求添加约束。任务1F550多旋翼无人机虚拟装配1．风火轮F550的简介2．风火轮F550的安装要求任务实施：实训步骤1，展示效果图，分析确定步骤实训步骤2，零件导入机臂实训步骤3，零件约束实训步骤4，零件导入，装配机臂实训步骤5，零件导入，装配上层板实训步骤6，零件导入，装配直径为2.5mm的螺丝实训步骤7，新建基准轴实训步骤8，圆周阵列实训步骤9，零件导入，装配电机实训步骤10，零件导入，装配桨叶实训步骤11，零件导入，装配桨叶螺帽实训步骤12，圆周阵列实训步骤13，圆周阵列注意事项及操作要点：①安装过程注意保存；②正确选择配合面、中心轴等，请注意检查；③注意无人机零部件的正反面；④注意无人机机头方向为两个红色机臂。1.2固定翼无人机的结构任务2P-51野马固定翼无人机虚拟装配固定翼无人机因其优良的功能与模块化集成，在航测、救援、侦查等多个领域得到了广泛应用。对于无人机应用人员来说，了解固定翼无人机的结构组成及各部件功能是非常重要的。固定翼无人机大多由机翼、尾翼、机身、起落装置和动力装置5个主要部分组成。任务实施：实训步骤1，展示效果图，分析并确定步骤实训步骤2，导入机身实训步骤3，导入机翼，零件约束实训步骤4，零件导入，装配垂直尾翼实训步骤5，零件导入，装配机身和水平尾翼实训步骤6，零件导入，装配起落架实训步骤7，零件导入，装配轮子实训步骤8，安装电机实训步骤9，安装桨叶实训步骤10，镜像1．教学以学生学习教材的基本内容为主，系统全面地了解如何尝试创业实践。2．整个教学过程中，各教学点可根据实际情况，